Сварка, пайка и резка

Многие автолюбители пользуются сваркой самостоятельно. Если вы собираетесь серьезно заняться ремонтом кузова, то без нее вам не обойтись. В этой главе мы рассмотрим основные виды сварки, пайки и резки металла, которые могут применяться для кузовных работ, а также их практическое применение. Принцип сварки очень прост. Следует вспомнить, что любой металл, нагретый до определенной температуры, начинает плавиться. Образующаяся при сварке теплота расплавляет металл свариваемых деталей, и они сплавляются. Чаще всего для укрепления соединений дополнительно используется третий металл. Теплота, необходимая для расплавления деталей, может быть получена двумя способами: при сгорании газа и при помощи электричества.

Пайка

Говоря о сварке, нельзя не упомянуть о пайке. Это самый подходящий вид соединения металлов для новичков, поскольку он довольно прост в реализации. Так же как и при сварке, два стальных листа плотно прижимаются друг к другу и нагреваются, но вместо дополнительного куска стали на место соединения помещается припой, который, расплавляясь, скрепляет листы. Этот метод довольно хорош, так как существует молекулярная связь между припоем и сталью. Образование этой связи дает склеивающий эффект, представляющий собой нечто среднее между склеиванием и сваркой. Пайка может выполняться не только при помощи газосварочного оборудования, но и специальным электрическим паяльником. Основными недостатками пайки являются: относительная дороговизна (связанная со стоимостью припоя), недостаточная прочность соединения (которая не идет ни в какое сравнение со сварочным соединением). Поэтому пайка не пригодна для соединения основных несущих частей автомобиля (таких как, например, рама кузова).

ТИПЫ СВАРКИ, ПАЙКИ И РЕЗКИ

Электродуговая сварка


Электродуговая сварка является наиболее простой в реализации и самой дешевой, но, к сожалению, не всегда подходит для выполнения кузовных работ, так как при ее помощи невозможно сваривать тонкие стальные листы. Другим ее недостатком является необходимость иметь практические навыки сварки. Основным агрегатом для электродуговой сварки является сварочный трансформатор, который подключается к сети переменного тока и преобразует ее ток в сварочный. От трансформатора идут два толстых провода: один ("земля") имеет на конце зажим, подсоединяемый к свариваемым деталям, а другой - специальную ручку с электрододержателем на конце. Электрод в специальной оболочке зажимается в держателе; его конец помещают в ту точку обрабатываемой поверхности, где необходимо произвести сварку. Электрическая цепь замыкается, что приводит к появлению электрической дуги между электродом и обрабатываемой деталью. Часть поверхности детали расплавляется в этой точке, как и сам конец электрода. Процесс плавления происходит достаточно быстро, поэтому электродуговая сварка удобна и для резки металла. Но если вы хотите сварить тонкие листы, то высока вероятность того, что вы их просто прожжете насквозь.

Для сварки тонких листов можно использовать углеродно-дуговое приспособление. Вы также можете приобрести более дорогую модель электродугового сварочного аппарата, который выдает постоянный ток и менее склонен к прожиганию стальных листов.

Углеродно-дуговая пайка

В этом виде пайки применяется специальный переходник, установленный на конце кабеля, на котором обычно установлен электрододержатель. Этот переходник состоит из двух угольных электродов, один из которых жестко закреплен, а второй имеет возможность скольжения. Электроды располагаются близко друг к другу, а затем подносятся к обрабатываемой детали. После возникновения дуги электроды ярко "горят" друг напротив друга, что приводит к расплавлению подаваемого в зону пайки паяльного прутка. Для пайки необходимо перемещать электроды и пруток.

Кислородно-ацетиленовая сварка

Этот тип сварки традиционно является основным при любом кузовном ремонте автомобиля. Здесь используется газовая горелка, в которой смешиваются в определенных пропорциях кислород и ацетилен, давая при воспламенении пламя высокой температуры. Оба газа поступают по трубкам от газовых баллонов. Пламя направляется на нужный участок обрабатываемой детали, и когда металл плавится, к этому месту подносится стальной пруток, конец которого также расплавляется. С помощью прутка достигается нужная толщина соединения в месте сварки. В процессе сварки газовую горелку необходимо передвигать вдоль обрабатываемой поверхности и одновременно подавать пруток. В продаже имеются различные наборы для газовой сварки, многие из которых вместо ацетилена используют его заменитель. Кислородно-ацетиленовая сварка наилучшим образом подходит для пайки твердым припоем (см. выше), и, благодаря легкой управляемости, при ее использовании сводится к минимуму опасность прожигания кузова. У этого типа сварки, однако, имеется большой недостаток: передача тепла от пламени к месту сварки происходит неэффективно, и поэтому довольно много времени занимает доведение места сварки до температуры плавления. К моменту образования расплава большое количество тепла рассеивается через воздух и поверхность обрабатываемой детали.

MIG-сварка

Это лучший тип сварки для выполнения кузовных работ. Единственный ее недостаток - то, что она не может использоваться для пайки и по сравнению с газовой сваркой не обладает таким широким спектром применения. С ее помощью нельзя резать металл, а можно только сваривать его, но сваривать очень качественно. Принцип MIG-сварки основан на принципе дуговой сварки, но со значительными изменениями: вместо электрода фиксированной длины, закрепленного в держателе и заменяемого новым по мере плавления, в MIG-сварке используется катушка со сварочным прутком, вставленным в трубку, выходящую к держателю. В сварочном аппарате имеется электродвигатель, управляемый кнопкой на держателе и подающий пруток к месту сварки. Отрицательный провод прикрепляется к обрабатываемой детали точно так же, как и при электродуговой сварке. Когда положительный провод касается рабочей поверхности, возникает электрическая дуга и происходит процесс сварки. Все это делает MIG-сварку очень легкой в управлении - сварщику остается только совместить свариваемые детали, нажать на кнопку и равномерно перемещать держатель. Но в этом типе сварки имеется еще одна тонкость: сварочный аппарат подает не только сварочный пруток, но и защитный газ, не взаимодействующий со швом (например, смесь аргона с углекислым газом или просто углекислый газ). Газ поступает по трубке в зону сварки, и, таким образом, охлаждается место сварки и поверхность предохраняется от искривлений. Этот вид сварки предполагает наличие поверхностей, не имеющих ржавчины и краски.

TIG-сварка

Это специализированный сварочный процесс, особенно удобный там, где сваривается много алюминиевых деталей. Особенности TIG-сварки описаны далее.

Плазменная резка

Плазменная резка является наиболее быстрым и чистым методом резки стальных листов, поскольку перед ее началом для создания надлежащего электрического контакта необходимо очистить рабочую поверхность от краски. Другим преимуществом этого типа резки является почти полное отсутствие искривлений, так как сварочный аппарат соединен с компрессором, подающим воздух для охлаждения резака и обрабатываемой поверхности.

ВЫБОР СВАРОЧНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Здесь мы ограничимся лишь кратким обзором сварочного оборудования, необходимого для проведения кузовных работ. Какой сварочный аппарат лучше всего подходит для кузовного ремонта в домашних условиях, зависит от того, какую работу вы собираетесь выполнять и какую сумму денег планируете потратить на сварочный аппарат. Ниже описано несколько возможных вариантов. Выберите подходящий вам вариант и выполняйте работы на соответствующем оборудовании.

1. Вам нужно выполнить небольшой объем кузовных ремонтных работ, и в будущем вы планируете проводить подобные небольшие ремонтные работы. Лучшим выбором для вас является дешевый газосварочный аппарат. Правда, вам придется потратить некоторое время, чтобы научиться работать с ним, и он не совсем удобен в эксплуатации (по сравнению с профессиональным комплектом). Кроме того, эксплуатация таких аппаратов при выполнении крупномасштабных работ обходится недешево из-за необходимости частой подзарядки баллонов, а при небольшом объеме работ она довольно выгодна. Внимательно осмотрите аппарат перед покупкой. Убедитесь в том, что он работает от мэп-газа (другой газ будет слишком "холодным" для сварки). Заметим, что ни в одном из подобных наборов не используется ацетилен, так как он дорог и представляет серьезную опасность при несоблюдении правил техники безопасности.

2. Вы хотели бы иметь сварочный аппарат, который позволяет заваривать отверстия, образовавшиеся от коррозии, и выполнять другие сварочные работы по дому, такие как, например, ремонт ворот. Если ваш автомобиль нуждается в большой структурной сварке, то скорее всего, что эти работы вы будете выполнять в гараже. В таком случае вам лучше всего подойдет электродуговой сварочный аппарат с приспособлением для углеродно-дуговой пайки. При помощи пайки вы можете накладывать небольшие заплаты на кузов автомобиля. Электродуговой сварочный аппарат будет неоценим, если вы подрабатываете сваркой. Он также удобен для ремонта и изготовления инструментов для вашей мастерской, так как только с помощью электродуговой и MIG-сварки можно быстро сварить толстые куски металла.

3. Ремонт автомобиля - ваше хобби. Иногда вы чините автомобили своих друзей, знакомых и при этом хотите добиться идеального качества работ. Возможно, вы хотите использовать более чем одну сварочную систему. Существуют два набора, которые дополняют друг друга. Конечно, они обойдутся недешево, но при их помощи можно сделать любую работу, которая только может найтись в домашней мастерской.

1-й набор

Дешевый электродуговой сварочный аппарат (для сварки стальных изделий средней толщины) и высококачественный газосварочный аппарат. Между лучшими сварочными аппаратами из магазинов профессиональной техники и этой установкой практически нет никакой разницы; единственное отличие - это газовые баллоны меньшего размера. Их удобно хранить, хотя они и быстрее расходуются: пары баллонов хватает лишь на 10-20 часов сварочного времени.

2-й набор

Это дешевый газосварочный набор для тех случаев, когда необходима пайка твердым припоем. Его можно также применять для первичной резки и срезания болтов и гаек. В этот набор входит небольшой комплект для MIG-сварки, который обеспечивает лучшее качество сварки с небольшими искривлениями или совсем без искривлений рабочих поверхностей. Он также может использоваться для сварки толстых стальных листов на протяжении нескольких минут, и, таким образом, здесь нет никаких ограничений. Добавим, что если вам предстоит выполнить большой объем работ, MIG-набор будет наиболее экономичным в потреблении материалов.

ОСНОВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ СВАРКИ

Не вдаваясь в технические подробности, отметим, что существует несколько основных особенностей сварки, которые являются общими для всех ее видов.

Совместимость

Очевидно, что вы не сможете сварить вместе два каких угодно материала. Материалы, которые можно сварить, должны быть совместимы друг с другом, то есть действовать так же, как припой или сварочный пруток. Вам не удастся сварить алюминий и сталь, но как специалиста по кузовным работам проблема материалов вас не должна волновать. При покупке стального листа (или, в редких случаях, алюминиевого) для проведения кузовных работ на автомобиле расскажите продавцу о цели вашей работы, и он подскажет, подойдет ли данный материал для нее. Точно так же, покупая сварочный или паяльный пруток, расскажите продавцу, что именно вы собираетесь сваривать.

Искривление поверхности

Всем известно, что металл при нагревании расширяется, а при остывании сжимается. К сожалению, когда вы отрезаете куски металла, а затем свариваете их вместе, тепловое расширение происходит во всех направлениях. Поэтому при выполнении кузовных сварочных работ происходит искривление свариваемых поверхностей.

Искривление происходит в двух случаях:
- на панель направляется большое количество теплоты (типичная ситуация при газовой сварке);
- работы производятся на большой плоской (или почти плоской) поверхности (например, на двери или капоте).

На очень большой плоской поверхности даже при использовании MIG-сварки (которая дает наименьшие искривления) могут появиться мелкие морщины, которые можно устранить при помощи наполнителя или мягкого припоя. Один из способов уменьшения искривлений заключается в предварительном прихватывании (при помощи дополнительных сварочных операций, проведенных с регулярными интервалами) свариваемых поверхностей и проведении основной сварки после этого. Точки прихвата впоследствии удаляются (более подробно процесс сварки с прихватыванием описан ниже). Не следует производить сварку от одного конца шва к другому за один проход. Произведя сварку в одном конце, остановитесь, дождитесь, пока свариваемые детали (но не само место сварки) остынут, проведите сварку с другого конца, а затем и в середине, охлаждая детали после каждой сварочной операции. Затем постепенно заварите оставшиеся пробелы. Это выравнивает напряжения в свариваемых деталях и предохраняет их от перегрева. Во время пайки помещайте вокруг места пайки влажную ветошь, чтобы удалить излишнее тепло. Если на деталях все же остались легкие морщины, вы можете избавиться от них с помощью специального наполнителя.

Примеси

Чем больше примесей в сварочном шве, тем менее он прочен. Очень важно перед работой очистить поверхности от краски, ржавчины, масла и других загрязнений. Несмотря на то, что большинство примесей при сварке сгорает, оставшиеся, попадая в сварочный шов, ослабляют его и делают неравномерным. В MIG- и TIG-сварках защита от примесей обеспечивается обдувкой инертным газом, а при электродуговой сварке используются сварочные электроды со специальной оболочкой. Оболочка плавится вместе с электродом и "обволакивает" шов, защищая его от воздействия воздуха. Затем она затвердевает и впоследствии удаляется. При сварке и пайке требуется, чтобы рабочая поверхность была обработана флюсом, в противном случае образуются оксиды, препятствующие образованию прочного соединения. Только кислородно-ацетиленовая сварка не требует никакой защиты, но все-таки очень важно начинать работу с чистыми материалами.

Техника безопасности

При любом виде сварочных работ выделяются большое количество теплоты, яркий свет и испарения, которые при определенных обстоятельствах могут быть опасны для здоровья. Внимательно изучите инструкцию по технике безопасности, прилагаемую к каждому сварочному аппарату, а также главу "Техника безопасности".

Виды сварочных соединений

На рисунке 1 показаны некоторые из наиболее распространенных видов сварочных соединений для стальных листов. Каждый из них имеет свое назначение в соответствии с выполняемыми работами. Перед тем как применить новый для вас вид сварочного соединения, следует попрактиковаться на обрезках ненужного металла. При торцевой сварке толстых листов (особенно MIG-сваркой) лучше всего использовать последовательность, при которой первый проход начинается с одной стороны соединения, а второй - с другой стороны, немного выше первого, с таким расчетом, чтобы второй шов сплавился с первым. В качестве альтернативы используйте метод, показанный на рисунке 2. Здесь листы предварительно сточены под углом и сварены вместе серией проходов. Этот метод, конечно, наилучшим образом подходит для тех случаев, когда к рабочей поверхности возможен доступ только с одной стороны.
Основные виды сварочных соединений. Многопроходный метод сварки